20世纪最伟大的科学发现莫过于宇宙膨胀理论——近邻的星系以及遥远的星系都在远离我们，而遥远的星系远离的速度更快，就好像整个宇宙在膨胀伸展。从宏观的角度看，事实也确实如此。如果我们能看到足够远的地方还会发现，遥远地带的星系仿佛被巨大的力量裹挟着，以非常快的速度被越推越远，我们发射的任何信号都无法到达这些星系，即使信号的传播速度为光速。
然而，如果宇宙正以超过光速的速度膨胀，为何我们却感觉不到？我们周围的原子、动物、地球以及太阳系、银河系依然保留着恒定的尺寸，并没有变胖，而且，太阳系中各个行星之间的距离没有发生变化，地球与太阳的距离还是像以前一样远。如果我们的感觉是正确的，那么宇宙中到底是什么东西在膨胀呢？
宇宙从未稳定过
最初，人类对于宇宙的认识源自牛顿，他将宇宙视为一张完全固定的网格，物质填充在这张网格中，通过万有引力和物质运动，维持着绝对的平衡。后来爱因斯坦发现，宇宙的网格并不是像牛顿所描述的那样固定，随着时间的流逝，它可以扭曲拉伸，不断地变化，决定宇宙网格变化的正是网格中的流体、星体物质以及辐射能量。然而，如果扭曲的宇宙时空中只有物质，那么它们免不了会因为万有引力而塌缩到一起，形成黑洞，直至将整个宇宙吞噬掉。爱因斯然并不喜欢这样的推演结果，他在研究宇宙的引力场方程中特别引入了一个反引力的“宇宙常数”来抵消宇宙收缩的趋势，这样就可以让宇宙处于一个近乎恒定的状态。
但并不是所有科学家都觉得宇宙非稳定不可，苏联物理学家亚历山大?弗里德曼就认为，爱因斯坦的“宇宙常数”实在是画蛇添足。随后，弗里德曼从数学上证明，如果不引入“宇宙常数”，同时又承认宇宙中充满了诸如辐射、流体等动态物质的话，那么宇宙将要么收缩下去，要么膨胀下去。
数学推演只能提供各种可能出现的“解”，科学家还是要通过在物理世界中实打实地观察，才能弄清楚宇宙演化的方向。20世纪20年代，埃德温·哈勃观察了46个星座和星系，发现它们的光谱正在红移，这说明它们正在移开。而且，哈勃还发现，星系移开的速度和它们之间的距离之比是一个常数，也就是说，它们离得愈远，分开的速度也愈快。这个关系，被称为哈勃定律，宇宙膨胀理论就此诞生了。
我们感受不到宏大尺度变化
根据哈勃定律，宇宙膨胀的方式仿佛有点反直觉——宇宙网格本身在不断拉伸，其中物体间的距离被越拉越远，如果一物离另一物越远，其间的拉伸就越多，相互远离就越快。这种情况下，如果宇宙中的物质均匀分布，那么物质的密度会越来越小，我们自然会变胖。但是，宇宙中的物质并不是均匀分布的，其中有质量密集的区域，比如星系和星系团，也有密度稀疏的区域，比如巨大的宇宙空洞，这些空洞几乎没有质量。宇宙之所以会这样，是因为宇宙中物质之间存在多种物理作用。在小尺度上，比如动物大小的层面，电磁力和核力起主要作用；在大尺度上，比如恒星、星系的层面，万有引力起主要作用；在极为宏观的尺度上，星系在远离，星系团在分解，宇宙的膨胀起主要作用。据研究，宇宙的原动力来自神秘的暗能量，到目前为止，科学家对这种神秘的暗能量知之甚少。
所以，在宇宙中，宇宙膨胀和万有引力是彼此最大的竞争对手。即使距离我们只有5000万光年的室女座星系，因为宇宙膨胀，也无法通过万有引力把太阳系吸引过去；而太阳系甚至银河系中的星球，则通过万有引力消解了宇宙膨胀的效果，稳定地捆绑在一起。也只有通过这样的竞争，地球和人类才可以稳定地、长期地存活下来，即使是不断膨胀的宇宙也对我们无可奈何。
